AEM is foar in part in hybride fan PEM en tradisjonele diafragma basearre lye electrolysis. It prinsipe fan AEM electrolytic sel wurdt werjûn yn figuer 3. By de kathode wurdt wetter fermindere te produsearje wetterstof en OH -. OH - streamt troch it diafragma nei de anode, wêr't it rekombinearret om soerstof te produsearjen.
Li et al. [1-2] studearre tige quaternized polystyrene en polyphenylene AEM hege-optreden wetter electrolyzer, en de resultaten die bliken dat de hjoeddeiske tichtheid wie 2.7A / cm2 at 85 ° C by in spanning fan 1.8V. By it brûken fan NiFe en PtRu/C as katalysatoren foar wetterstofproduksje, fermindere de aktuele tichtens signifikant nei 906mA/cm2. Chen et al. [5] studearre de tapassing fan hege-effisjinsje net-eale metalen electrolytic katalysator yn alkaline polymear film electrolyzer. NiMo-oksiden waarden fermindere troch H2 / NH3-, NH3-, H2- en N2-gassen by ferskate temperatueren om elektrolytyske wetterstofproduksjekatalysatoren te synthesisearjen. De resultaten litte sjen dat de NiMo-NH3 / H2-katalysator mei H2 / NH3-reduksje de bêste prestaasjes hat, mei aktuele tichtens oant 1.0A / cm2 en enerzjykonverzje-effisjinsje fan 75% by 1.57V en 80 °C. Evonik Industries, basearre op har besteande gasskiedingsmembraantechnology, hat in patintearre polymeermateriaal ûntwikkele foar gebrûk yn AEM elektrolytyske sellen en wreidet op it stuit de membraanproduksje út op in pilotline. De folgjende stap is om de betrouberens fan it systeem te ferifiearjen en batterijspesifikaasjes te ferbetterjen, wylst de produksje opskaal.
Op it stuit binne de wichtichste útdagings foar AEM elektrolytyske sellen it ûntbrekken fan hege konduktiviteit en alkaline ferset fan AEM, en de edelmetaalelektrokatalysator fergruttet de kosten fan it meitsjen fan elektrolytyske apparaten. Tagelyk sil CO2 yn 'e selfilm de filmresistinsje en elektrodesferset ferminderje, sadat de elektrolytyske prestaasjes ferminderje. De takomstige ûntwikkeling rjochting fan AEM electrolyzer is as folget: 1. Untwikkelje AEM mei hege conductivity, ion selectivity en lange-termyn alkaline stabiliteit. 2. Oerwinne it probleem fan hege kosten fan kostbere metalen katalysator, ûntwikkeljen katalysator sûnder kostber metaal en hege prestaasjes. 3. Op it stuit binne de doelkosten fan AEM-elektrolysator $ 20 / m2, dy't fermindere wurde moat troch goedkeap grûnstoffen en fermindere syntezestappen, om de totale kosten fan AEM-elektrolysator te ferminderjen. 4. Ferminderje CO2-ynhâld yn elektrolytyske sel en ferbetterje elektrolytyske prestaasjes.
[1] Liu L, Kohl P A. Anion conducting multiblock copolymers mei ferskillende tethered kations[J]. Journal of Polymer Science Part A: Polymer Chemistry, 2018, 56(13): 1395 - 1403.
[2] Li D, Park EJ, Zhu W, et al. Heech quaternized polystyrene ionomers foar hege prestaasjes anion útwikseling membraan wetter electrolysers [J]. Nature Energy, 2020, 5: 378 - 385.
Post tiid: Febrewaris 02-2023